石榴籽油的提取工艺优化及脂肪酸组成分析

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(1.西华大学生物工程学院，四川 成都 610039；2.四川好医生药业集团，四川 成都 610031)

·生物工程·

石榴籽油的提取工艺优化及脂肪酸组成分析

王 雁1，王 玺1，蒋珍菊1，刘 斌2，陈祥贵1*

(1.西华大学生物工程学院，四川 成都 610039；2.四川好医生药业集团，四川 成都 610031)

为优化超声辅助提取石榴籽油工艺条件在单因素试验的基础上，通过正交试验优化石榴籽油提取工艺条件；为比较从不同种类石榴中提取的石榴籽油中脂肪酸的组成，采用GC-MS法对多种石榴油中的脂肪酸组成进行分析比较。结果表明：石榴籽油提取的最佳工艺参数为以200目粉碎的石榴籽粉为原料，以正己烷为萃取剂，提取温度50 ℃，提取时间60 min，超声功率80 W，料液比1∶12；在该工艺条件下石榴籽油出油率达17.97%；青皮石榴中检测出12种脂肪酸，山东大红石榴中检测出11种，云南酸石榴中检测出10种；3种石榴籽油中不饱和脂肪酸含量较高且石榴酸的含量均高于61.00%。

石榴籽油；超声辅助提取法；脂肪酸组成；GC-MS

石榴(Punicagranatum)属于石榴科石榴属植物，在我国南北各地广泛种植[1]。我国栽植面积大，尤其在四川云南交界的攀西地区形成了较大种植规模。目前国内石榴主要以鲜销为主，加工产品主要是浓缩石榴汁。加工副产物石榴皮作为中药材销售，而占石榴果实质量约12%的石榴籽则主要用作饲料甚至作为废弃物。国内外的研究表明，石榴籽具有显著的药理活性和保健价值，已成为营养保健领域研究的热点[2-6]。石榴籽油是唯一植物源的多不饱和共轭脂肪酸，其主要成分为石榴酸，石榴酸被称为“超级共轭亚油酸”。石榴籽油还富含抗氧化因子，具有很强的清除人体自由基和延缓衰老的能力[7]。

本文优化了超声辅助溶剂提取法提取石榴籽油的工艺条件，并对不同品种的石榴籽油进行脂肪酸组成分析，为石榴籽油的开发应用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1材料与设备

青皮石榴、山东大红石榴和云南酸石榴由会理果业有限公司提供；石油醚、乙醚、正己烷、甲醇、氢氧化钾均为分析纯，由成都市科龙化工试剂厂提供。

RE-52B旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；ZN-200A高速中药粉碎机(长沙市岳麓区中南制药机械厂)；GC-MS-QP2010气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司)；KQ-100DE型数控超声波清洗器(苏州江东精密仪器有限公司)。

1.2工艺流程

石榴籽→预处理→粉碎→称质量→超声辅助有机溶剂萃取→过滤分离→减压旋蒸→恒温干燥→石榴籽油。

实验步骤：鲜石榴榨汁取籽，常温下干燥，经粉碎机超微粉碎，以有机溶剂超声波辅助浸提。产物过滤分离并洗涤残渣2～ 3次，合并滤液，转移至旋转蒸发仪上进行减压蒸馏。得到的石榴籽油在105 ℃下干燥至恒质量后，称质量计算石榴籽油得率。

1.3最佳提取工艺条件的确定

分别通过单因素实验了解不同粉碎目数(60、100、200、300目)和萃取溶剂(石油醚、乙酸乙酯、正己烷)对石榴籽油得率的影响，并在提取温度(30、40、50、60、70 ℃)，提取时间(0、40、50、60、70 min)，料液比(1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16 g/mL)，超声功率(40、60、70、80、100 W)4个因素单因素试验的基础上，以石榴籽油得率为试验指标，每个因素选取3个水平按表1进行正交试验，以确定石榴籽油的最佳提取工艺。

表1 正交实验因素水平表

1.4石榴籽油得率的计算方法

石榴籽油得率

式中：m1为接收瓶和石榴籽油的质量，g；m2为接收瓶的质量，g；m为干燥石榴籽粉的质量，g。

酸价测定方法参照GB 5009 37—2003。

1.5石榴籽油中脂肪酸组成分析

准确移取0.5 mL提取所得石榴籽油，将其放入25 mL的容量瓶中，依次加入乙醚-正己烷(2∶1，V/V)2.5 mL、甲醇2.5 mL和0.8 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液2.5 mL，摇匀，静置10 min，加入蒸馏水定容至刻度，静置分层，吸取上层脂肪酸甲酯，离心10 min，取上层澄清液作GC-MS分析[8]。

GC-MS条件：Rtx-5MS(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)，程序升温：起始温度130 ℃，以5 ℃/min升至200 ℃，以10 ℃/min升至270 ℃，保持3 min；载气为He；柱流量1.00 mL/min；进样口温度260.0 ℃；进样量5 μL。EI离子源，离子源温度为230 ℃，接口温度260 ℃。

2 结果与分析

2.1萃取溶剂对石榴籽油得率的影响

分别采用石油醚、乙酸乙酯、正己烷为萃取溶剂，取60目粉碎的石榴籽粉在提取温度50 ℃，液料比1∶14 g/mL，提取40 min，超声功率80 W的条件下，不同溶剂对石榴籽油得率的影响见图1。3种萃取溶剂中正己烷得率最高且与其他溶剂具有显著差异(P<0.05)，因此选择正己烷作为萃取溶剂。

图1 不同萃取溶剂对石榴籽油提取率的影响

2.2粉碎目数对石榴籽油得率的影响

取不同目数的石榴籽粉，以正己烷为萃取溶剂，在提取温度50 ℃，液料比1∶14 g/mL，提取40 min，超声功率80 W的条件下石榴籽油得率见表2。由表2可知，目数越高，石榴籽油得率也越高，但是酸价也在增加。根据GB 2716—2005要求植物原油酸价应≤4(mg/g)，且300目粉碎时所需时间也较长，因此选择200目粉碎的石榴籽粉末为萃取原料。

表2 粉碎目数对石榴籽油得率的影响

2.3超声波辅助提取石榴籽油的最佳工艺条件

在单因素试验的基础上，取200目粉碎的石榴籽为原料以正己烷为萃取溶剂，按照表1进行正交实验，结果见表3。由R值可知影响石榴籽油得率的因素主次顺序为提取温度>提取时间>超声功率>液料比，最佳工艺条件组合为A2B3C1D2，即提取温度50 ℃，提取时间60 min，超声功率80 W，液料比1∶12 g/mL，在该条件下超声波辅助提取石榴籽油得率为17.97%。

表3 正交试验结果

2.4 GC-MS法分析石榴籽油中脂肪酸组成

分别对从3种石榴中提取的石榴籽油进行脂肪酸组成分析，样品经甲酯化后采用GC-MS检测，经数据处理系统自动检索，并结合文献[9-10]调研及人工图谱解析，用面积归一法计算出它们总脂肪酸甲酯的质量分数，其结果如表4所示。

由表4知，青皮石榴籽油中共测出12种脂肪酸，质量分数最高的为石榴酸C18H30O2(63.29%)，质量分数最低的为十四烷酸C14H28O2(0.23%)。在这12种脂肪酸中，不饱和脂肪酸有5种，分别为亚油酸、油酸、亚麻酸、石榴酸和二十碳烯酸，占总量的81.49%。不饱和脂肪酸中的共轭三烯酸的质量分数占65.27%。在青皮石榴中测得脂肪酸种类是这3种供试品中最全的，但没有测出十五烷酸。

山东大红石榴籽油中测出11种脂肪酸，质量分数最高为石榴酸C18H30O2(61.09%)，最低的为十五烷酸C15H30O2(0.04%)。在这12种脂肪酸中，不饱和脂肪酸有4种，分别为油酸、亚麻酸、石榴酸和二十碳烯酸，占质量分数78.22%。不饱和脂肪酸中的共轭三烯酸的质量分数为63.07%。没有测出亚油酸和二十二碳酸。

表4 3种石榴籽油中脂肪酸组成分析结果

云南酸石榴籽油中测出10种脂肪酸，质量分数最高的为石榴酸C18H30O2(66.52%)的，最低的为亚麻酸C18H30O2(0.05%)。在这10脂肪酸中，不饱和脂肪酸有5种，分别为亚油酸、油酸、亚麻酸、石榴酸和二十碳烯酸，占总量的91.30%。不饱和脂肪酸中的共轭三烯酸的质量分数为66.57%。没有测出十四烷酸、十五烷酸和花生酸。

就不饱和脂肪酸质量分数而言，云南酸石榴籽油中所含不饱合脂肪酸最高(91.30%)，山东大红石榴籽油所含最低(78.22%)。以共轭三烯酸的质量分数作为比较标准，云南酸石榴籽油中所含共轭三烯酸最高(66.57%)，山东大红石榴籽油所含共轭三烯酸最低(63.07%)。每种石榴中检测出的脂肪酸种类和质量分数均不一样，但质量分数最高的脂肪酸均为石榴酸，其质量分数在60%左右。

3 结论

超声波辅助石榴籽油得率的影响因素主次顺序为：提取温度>提取时间>超声功率>液料比；最佳工艺参数为：提取温度50 ℃，提取时间60 min，超声功率80 W，液料比1∶12 g/mL。在该条件下，超声波强化有机溶剂提取的石榴籽油得率为17.97%，超声波强化有机溶剂提取石榴籽油的工艺条件可行，有较好的应用价值。

脂肪酸尤其是不饱和脂肪酸对维持人体正常生理功能具有重要意义，其中亚油酸、亚麻酸及花生酸是人体必需脂肪酸，它们具有促进人体发育，维护皮肤和毛细血管的弹性，增加乳汁的分泌，防辐射，降低血液胆固醇，减少血小板黏附性，降低冠心病发病率等功能[10-12]。从研究结果可以看出3种不同种类的石榴籽油中均含有必需脂肪酸，其中青皮石榴中相对含量最高，云南酸石榴次之，山东大红石榴中含量最低。就目前国内外研究来看，对石榴籽油有效成分的分离及鉴定还未见详尽报道，通过以上分析，可对石榴籽油的保健功效和地方性特色食品开发应用研究提供数据支持。

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(编校：叶超)

StudyontheUltrasonicAssistedExtractionofPomegranateSeedOilandtheConstituentofItsFattyAcid

WANG Yan1, WANG Xi1, JIANG Zhen-ju1, LIU Bin2, CHEN Xiang-gui1*

(1.CollegeofBioengineering,XihuaUniversity,Chengdu610039China;2.SichuanGoodDoctorPharmaceuticalGroup,Chengdu610031China)

In order to optimize the ultrasonic extraction process of pomegranate seed oil and analyze the composition of fatty acid in the seeds, the optimal extracting conditions were studied with the orthogonal experiments on the basis of single-factor experiments. And composition of the PSO was analyze with GC-MS method. Experiment results show that the optimum conditions are as follows：particle size of material 200 screen mesh, extractant n-hexane, reaction temperature 50℃, time 60min, ultrasonic power 80W， solid/liquid ratio l:12(g/mL). Under the conditions, the oil yield ratio could reach17.97%, and 12 kinds of fatty acid were checked out from Huili’s pomegranate, 11 from Shandong’s, 10 from Yunnan’s. The content of unsaturated fatty acid in these three kinds of pomegranate is relatively higher, and the percent of Punicic acid are all above 61%.

pomegranate seed oil; Ultrasonic Extraction; composition of ffatty acid; GC-MS

2014-03-20

国家星火计划项目(2010GA810002)； 西华大学研究生创新项目YCJJ201242

：陈祥贵，男(1967—)，教授，硕士研究生导师，主要研究方向为天然产物与营养保健。Email: ChenXianggui@tom.com

TS255.36

：A

：1673-159X(2015)02-0094-4

10.3969/j.issn.1673-159X.2015.02.019

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